第四章---數(shù)字邏輯

1、1 第四章 組合邏輯電路 數(shù)字電路 時序邏輯電路 組合邏輯電路 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:13-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:組 合 電 路FFFIII12nn12其中，Ii 和 Fi 都是二值邏輯信號圖 4.0.12第一節(jié) SSI構(gòu)成的組合邏輯電路 的分析和設(shè)計 一、組合電路的分析 1.分析目的：確定電路實(shí)現(xiàn)的邏輯功能 2.

2、分析步驟 ： (1)從輸入端開始，逐級推導(dǎo)出函數(shù)表達(dá)式 ;(2)列真值表 3(3)確定邏輯功能 例4.1.1 分析如圖4.1.1(a)所示的邏輯電路的邏輯功能。 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:14-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:&1ABCS圖 4.1.1(a)4解 ：(1)寫出邏輯表達(dá)式輸入輸出A BC S0 00 00 10 1

3、1 00 11 11 0(2) 列真值表 S = A AB B AB = A AB + B AB = AB + AB C = AB = AB (3) 確定邏輯功能 A、B 為一位二進(jìn)制數(shù)，S為本位和，C為本位向高位的進(jìn)位。 表 4.1.15因此，此電路完成半加運(yùn)算，是一個一位半加器。半加器的邏輯符號如下圖所示。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDraw

4、n By:CO在進(jìn)行信息傳輸時，為檢測信息是否出錯，常在信息后附加一個校驗(yàn)部分：校驗(yàn)和 。圖 4.1.1 (b)6例如，傳輸?shù)男畔椤?China “，則校驗(yàn)和的求法如下：碼元 C hi n a ASCII 1000011 1101000 1101001 1101110 1100001 1001101 校驗(yàn)和 7全加運(yùn)算101 被加數(shù) 111 加 數(shù) 111 進(jìn) 位 1100 和 半加運(yùn)算全加運(yùn)算8ABCY&邏輯圖邏輯圖邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式 1 1 最簡與或表達(dá)最簡與或表達(dá)式式化簡 2 ABY 1BCY 2CAY 31Y2Y3YY 2 CABCABY從輸入到輸出逐級寫出ACBCABYYYY 3

5、21例29A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100010111最簡與或表達(dá)最簡與或表達(dá)式式 3 真值表真值表CABCABY 3 4 電路的邏輯功電路的邏輯功能能當(dāng)輸入A、B、C中有2個或3個為1時，輸出Y為1，否則輸出Y為0。所以這個電路實(shí)際上是一種3人表決用的組合電路：只要有2票或3票同意，表決就通過。 4 10Y31111ABCYY1Y21邏輯圖邏輯圖BBACBABYYYYBYXYBAYCBAY213321邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式BABBABBACBAY最簡與或表達(dá)最簡與或表達(dá)式式11真值表真值表A B CY0 0 00 0 10 1 0

6、0 1 11 0 01 0 11 1 01 1 111111100ABCY&用與非門實(shí)現(xiàn)用與非門實(shí)現(xiàn)電路的輸出Y只與輸入A、B有關(guān)，而與輸入C無關(guān)。Y和A、B的邏輯關(guān)系為：A、B中只要一個為0，Y=1；A、B全為1時，Y=0。所以Y和A、B的邏輯關(guān)系為與非運(yùn)算的關(guān)系。電路的邏輯功能電路的邏輯功能ABBAY12例4 分析如圖4.1.2所示的邏輯電路的邏輯功能。 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYa

7、ngHengXinMyDesign.ddbDrawn By:=1=1=1FDDDD1234圖 4.1.213解 ：(1)寫出邏輯表達(dá)式(2) 列真值表 (3) 確定邏輯功能 奇校驗(yàn)碼產(chǎn)生電路 F = D1 D2 D3 D4 = D1 D2 D3 D4 = D1 D2 D3 D4 14輸入輸出D1 D2 D3 D4 F0 0 0 01 0 0 0 100 0 1 000 0 1 110 1 0 000 1 0 110 1 1 010 1 1 10輸入輸出D1 D2 D3 D4 F1 0 0 00 1 0 0 111 0 1 011 0 1 101 1 0 011 1 0 101 1 1 001

8、1 1 11表 4.1.215二、組合電路的設(shè)計 1.設(shè)計目的：確定滿足一定邏輯功能的電路 2.設(shè)計步驟 （雙軌輸入情況下） (1)列真值表；(2)寫最簡表達(dá)式； 用與非門實(shí)現(xiàn) 寫原函數(shù)最簡與或式例：F1 = AB + CD = AB CD 16用或非門實(shí)現(xiàn) 用與或非門實(shí)現(xiàn) 寫原函數(shù)最簡或與式寫反函數(shù)最簡與或式例：F2 = (A+B) (C+D) = A+B + C+D 例：F3 = AB + C ,則 F3 = AB + C (3)畫邏輯電路17例 4.1.3 試設(shè)計一個1位全加器電路。 解： (1) 列真值表輸 入輸 出Ai Bi Ci-1Ci Si0 0 00 00 0 10 1 0 1

9、 00 1 0 1 11 0輸 入輸 出Ai Bi Ci-1Ci Si1 0 00 11 0 11 0 1 1 01 0 1 1 11 1表 4.1.318(2)寫最簡表達(dá)式； 11111010110100 AiBi Ci-1(a) Si 的卡諾圖 11111010110100 AiBi Ci-1(b) Ci 的卡諾圖 S = Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1C = Ai Bi + Bi Ci-1 + Ai Ci-1圖 4.1.319變換Si 、Ci ，可得：S = Ai Bi Ci-1 + Ai Bi Ci-1 + Ai Bi

10、 Ci-1 + Ai Bi Ci-1= Ai (Bi Ci-1 + Bi Ci-1 )+ Ai (Bi Ci-1 + Bi Ci-1)= Ai Bi Ci-1 + Ai (Bi Ci-1 ) = Ai Bi Ci-1C = Ai Bi + Bi Ci-1 + Ai Ci-1= AiBi +AiBiCi-1 +AiBiCi-1 +AiBiCi-1 +AiBiCi-1 = Ai Bi + ( Ai + Ai ) Bi Ci-1 +( Bi + Bi ) Ai Ci-1 = Ai Bi + Ci-1 ( Ai Bi )20123456ABCD654321DCBATitleNumberRevision

11、SizeBDate:14-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:=1=1&1iiiii-1ABCCS圖 4.1.4 (a) 全加器電路 (3)畫邏輯電路，如下圖(a)所示。21123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesi

12、gn.ddbDrawn By:COCICOCI圖 4.1.4 (b) 全加器邏輯符號 例 4.1.4 試設(shè)計一個1位二進(jìn)制數(shù)比較單元。 解： (1) 列真值表22輸 入輸 出A B FAB0 00 1 00 11 0 0 1 00 0 1 1 10 1 0(2)寫最簡表達(dá)式； FAB = AB FA=B = A B + A BFAB = AB 表 4.1.423(3)畫邏輯電路123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SE

13、LibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&1ABFFFAB11圖 4.1.524例 4.1.5 用最少的與非門實(shí)現(xiàn)函數(shù) F = AB+BC。 解：由于函數(shù)已是最簡與或式，直接將F兩次取反，得 F = AB + BC = AB BC123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:14-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y

14、:ABBCF&畫邏輯電路圖，如下圖所示。圖 4.1.625例 4.1.6 用與非門實(shí)現(xiàn)函數(shù) F = AB + BC + BD + ABCD 。 解：由于函數(shù)已是最簡與或式，直接將F兩次取反，得 F = AB BC BD ABCD 畫邏輯電路圖，123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&ABBCBDDABCF如右圖(a)所示。圖 4.1.7

15、(a)26對函數(shù)還可做如下變換：F = AB + BC + BD + ABCD = B ( A + C + D ) + ABCD= B ACD + ABCD= B ACD ABCD相應(yīng)的邏輯電路圖，如右圖(b)所示。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&FAABBCCDD圖 4.1.7 (b)27最簡的標(biāo)準(zhǔn) ： (1) 項數(shù)最少 (2)

16、 每項中的變量數(shù)最少 (3)要求電路的工作速度較高時，優(yōu)先考慮級數(shù)最少 圖(a) 為二級5與非門，圖(b) 為三級4與非門。圖(b)雖然門電路數(shù)少，但級數(shù)多，致使工作速度慢。28求函數(shù)的最簡或與式，函數(shù)的卡諾圖如下圖所示： 例4.1.7 用最少的或非門實(shí)現(xiàn)函數(shù) F = AB+BC。 111010010010110100ABC解：所以F = (B + C)(A + B) = B + C + A + B 29邏輯電路如下圖所示：123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:14-Feb-2002Sheet of File:C :Prog

17、ram FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:111FBBCA求反函數(shù)的最簡與或式，函數(shù)的卡諾圖如下圖所示： 例4.1.8 用與或非門實(shí)現(xiàn)函數(shù) F = AB+BC。 解：圖 4.1.8 (a)30111010010010110100ABC所以F = B C + A B F = B C + A B 邏輯電路如下圖所示：123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Feb-2002Sheet of File:C:Program

18、 FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&1ABBCF圖 4.1.8 (b)31編碼：在數(shù)字技術(shù)中，通常用二進(jìn)制數(shù)碼0和1構(gòu)成的一組有序組合（稱為代碼）來表示各種對象（如十進(jìn)制數(shù)、字符等）。這一指定過程，稱為編碼。第二節(jié) 中規(guī)模集成組合邏輯電路 一、編碼器 321. 二進(jìn)制編碼器 2n個互不相同的狀態(tài)(1) 83線普通編碼器(共需n位碼元)2n個代碼123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:15-Feb-2002Sheet of File

19、:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:11111111&CBAIIIIIII0123456I7I0I7：輸入端 A、B、C：輸出端 圖 4.2.133表4.2.1 3位二進(jìn)制編碼器真值表 輸 入 輸 出 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 A B C 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1

20、0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 產(chǎn)生輸入端十進(jìn)制下標(biāo)的自然二進(jìn)制碼 輸入端高電平（即邏輯“1”）有效34(2) 83線優(yōu)先編碼器74148簡化符號07：輸入端；Y0 Y2 ：輸出端；EN(Enable)：輸入使能端；123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:15-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY a

21、ngH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:0 1 23 4 56 7 E NH PR I/B IN YYYYY012E NE XYEX：輸出有效標(biāo)志端；YEN：輸出使能端；74148各輸入端、輸出端都是低電平有效。35表4.2.2 83線優(yōu)先編碼器74148功能表 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 EN使能輸入 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 Y2 Y1 Y0 輸 出 0 0 0 0 0 0 1 1 Y

22、EX輸出標(biāo)志 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 YEN I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 使能輸出 輸 入 產(chǎn)生輸入端十進(jìn)制下標(biāo)的自然二進(jìn)制碼的反碼 輸入端低電平（即邏輯“0”）有效36123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:15-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.dd

23、bDrawn By:0 1 23 4 56 7 ENHPRI/BIN YYYYY012ENEX0 1 23 4 56 7 ENHPRI/BIN YYYYY012ENEX(1)(2)&YYYYYYIIIIIIIIIIIIIIII01234567891011121314150123EXEN(3) 74148的級聯(lián)當(dāng)片(2)處于編碼狀態(tài)時，YEN=1，從而片(1)不工作；當(dāng)片(2)處于非編碼狀態(tài)時，YEN=0，從而片(1)工作；圖 4.2.3372. 二十進(jìn)制優(yōu)先編碼器74147 I1I9：輸入端；Y0 Y3 ：輸出端；74147各輸入端、輸出端都是低電平有效。38表4.2.3 二十進(jìn)制優(yōu)先編碼器7

24、4147功能表 產(chǎn)生輸入端十進(jìn)制下標(biāo)的8421BCD碼的反碼 輸入端低電平（即邏輯“0”）有效 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 Y3 Y2 Y1 Y0 輸 出 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 輸 入39二、譯碼器 譯碼：將輸入的每個代

25、碼的含義“翻譯”過來，給出相應(yīng)的輸出信號。 1.二進(jìn)制譯碼器 2n個 n位二進(jìn)制代碼2n個互不相同的狀態(tài)(1) 2 4 線譯碼器 40123456ABCD654321DCBAT itleNum berR evisionSizeBDate:16-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesDesign E xplorer 99 SE L ibraryYangHengXinM yDesign.ddbDrawn B y:&11111&ENAAYYYY012301圖 4.2.5 (a) 邏輯圖123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evi

26、sionSizeBD ate:16-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:AAYYYYE N0130122/4(b) 簡化符號E：使能端，低電平有效； A1 、A0 地址輸入端； Y3Y0 譯碼輸出端； 41表 4.2.4 24 線譯碼器的功能表 1 1 0 11 000001EN使能輸入1 1 1 01 11 0 1 10 10 1 1 1 0 01 1 1 1 Y0 Y1 Y2 Y3A1 A0 輸 出輸 入E=

27、0 時，器件工作，算出 輸入的一組二進(jìn)制代碼對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，以此數(shù)作為下標(biāo)的輸出端被選中(輸出0)。4224線譯碼器的邏輯表達(dá)式；器件不工作 ；器件工作EN=1，Yi =1 ( i = 0,1,2,3 )EN=0，Yi = mi ( i = 0,1,2,3 )圖 4.2.6 雙24線譯碼器74139的簡化邏輯符號123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:17-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDra

28、wn By:1Y1Y1Y1Y2Y2Y2Y2Y1A1A1EN2EN2A2A0101012301237413943(2) 3 8 線譯碼器 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:17-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y: Y Y Y Y Y Y Y YAAAEEE0112A012345677413822B圖 4.2.7 (a) 簡化符號E1、E2A

29、、E2B：使能端； A2、A1、A0 地址輸入端； Y7Y0 譯碼輸出端； 44表 4.2.5 38 線譯碼器74138的功能表 1 1 1 1 1 0 1 11 0 1 1 01 1 1 1 1 1 0 11 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1E1 E2A+E2B使能輸入1 1 1 1 0 1 1 11 0 01 1 1 0 1 1 1 10 1 11 1 0 1 1 1 1 10 1 01 0 1 1 1 1 1 10 0 11 1 1 1 1 1 1 01 1 10 1 1 1 1 1 1 10 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

30、1 1 1 1 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 A2 A1 A0 輸 出輸 入4538線譯碼器74138的邏輯表達(dá)式；器件不工作 ；器件工作E1=1和E2A+E2B=0同時滿足，Yi = mi ( i = 0,1,7 )E1=1和E2A+E2B=0不同時滿足，Yi =1 ( i = 0,1,7 )(3) 使能端的作用 擴(kuò)展地址輸入端 46123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:17-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L i

31、braryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:1Y1Y1Y1Y2Y2Y2Y2Y1A1A1EN2EN2A2A010101230123741391AAAYYYYYYYY01234567012圖 4.2.8 (a) 47表 4.2.6 24 線譯碼器擴(kuò)展為 38 線譯碼器的真值表 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 A2 A1 A0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 11EN 2EN 使能輸入 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0

32、 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1Y0 1Y1 1Y2 1Y3 2Y0 2Y1 2Y2 2Y3 A2 A1 A0 輸 出 輸 入 48123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:17-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH en

33、gX inM yD esign.ddbD raw n B y:(1)(2)100YYY Y Y Y YYY YYY Y Y Y YAAAA0123012345678910111213 14 15 Y Y Y Y Y Y Y YAAAEEE0112A012345677413822B Y Y Y Y Y Y Y YAAAEEE0112A012345677413822B圖 4.2.8 (b) 49 構(gòu)造數(shù)據(jù)分配器 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:17-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesig

34、n Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:AAYYYYEN0130122/4ABDYYYY0123123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:17-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:DA BYYYY0123(b) 圖 4.2.9 (a) 例如：AB = 00，則輸出選中Y0通道，Y0 = D。 因?yàn)?D = 0， Y

35、0 = 0；D = 1，Y0 = 1 。所以，Y0 = D。50(4) 用譯碼器設(shè)計組合邏輯電路 原理：譯碼器每個輸出端分別與某一個最小項（高電平譯碼）或某一個最小項非（低電平譯碼）相對應(yīng)。例1 用74138實(shí)現(xiàn)函數(shù) F = AB + AC 。解：F (A,B,C) = AB + AC = m4 + m6 + m7 = m4 + m6 + m7 = m4 m6 m7 = Y4 Y6 Y7 51123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:17-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign

36、 E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:&ABCVC CF Y Y Y Y Y Y Y YAAAEEE0112A012345677413822B圖 4.2.10 (a) 52另，F(xiàn) (C,B,A) = AB + AC = m1 + m3 + m7 = m1 + m3 + m7 = Y1 Y3 Y7 53123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:17-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign

37、E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:& Y Y Y Y Y Y Y YAAAEEE0112A012345677413822BCBAVC CF圖 4.2.10 (b) 54例2 用74138設(shè)計一個多輸出組合網(wǎng)絡(luò)，它的輸入為A、B、C三個變量，輸出為下面三個函數(shù)。F3 = A + B + CF2 = A + CF1 = AC + BC 解：F1(A,B,C) = AC + BC = m1 + m5 + m7= m1 m5 m7 F2(A,B,C) = A + C = m0+m2+m4+m5+m6+m755

38、= m0+m2+m4+m5+m6+m7= m1 + m3 = m1 m3 F3(A,B,C) = A+B+C = A B C = m0 =Y0123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:17-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:&ABCVFFF123C C Y Y Y Y Y Y Y YAAAEEE0112A012345677413822B圖 4.2

39、.11 = Y1 Y3 562.二十進(jìn)制譯碼器 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:17-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By: Y Y Y Y Y Y Y YAAAA0131234567874422YY90圖 4.2.12 (c) 8421BCD碼譯碼器7442 余3BCD碼譯碼器7443 余3格雷BCD碼譯碼器7444 A3 A0：地址輸入端； Y9 Y0 ：輸出端。 57表

40、 4.2.7二十進(jìn)制譯碼器 7442的功能表 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y

41、8 Y9 A3 A2 A1 A0 輸 出 輸 入58續(xù)表 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 A3 A2 A1 A0 輸 出 輸 入59數(shù)字顯示譯 碼 器BCD碼3. 數(shù)字顯示譯碼器

42、七 段數(shù)碼管(1) 七段數(shù)碼管 半導(dǎo)體數(shù)碼管 液 晶數(shù)碼管 共陽極 共陰極 60123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:18-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:abcdefgD .P12345678910(a) 外形圖123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:18-Feb-200

43、2Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:abcdefgD.P123,84567910公 共 陰 極(b) 等效電路圖 4.2.13 C391E61(2) 數(shù)字顯示譯碼器7448 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:18-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY

44、 angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y: Y Y Y Y Y Y YAAAR B ILTB I/R B O01abcdefg74482A3簡化符號A3A0：8421BCD輸入端YaYg：七段輸出端LT：燈光測試輸入端RBI：串行滅零輸入端BI / RBO：熄滅輸入/串行滅零輸出端62123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:18-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX

45、inM yD esign.ddbD raw n B y:abcdef0afggbcabdegabcdgbcfgacdfgcdefabc1234567abcdef8ggbcdegcdgbfgadfgdef9101112131415圖 4.2.15 015十六個字符顯示 63表 4.2.8 7448功能表 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 8 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0

46、0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 輸 出 1 1 1 1 1 1 1 1 LT 1 RBI 1 1 1 1 1 1 1 1 BI / RBO 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 A3 A2 A1 A0 輸 入 譯 碼 顯 示 說明 5 4 3 6 9 2 1 0 十進(jìn)制 數(shù) 或 功 能 64續(xù)表 測試 1 1 1 1 1 1 1 1 0 LT=0 滅零 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 RBI=0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

47、0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 輸 出 1 1 1 1 1 1 LT RBI 0 1 1 1 1 1 1 BI / RBO 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 A3 A2 A1 A0 輸 入 熄滅 譯 碼 顯 示 說明 15 14 13 BI=0 12 11 10 十進(jìn)制 數(shù) 或 功 能 65圖 4.2.17 用7448驅(qū)動BS201A的連接方法123456ABCD6

48、54321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:18-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y: Y Y Y Y Y Y YAAAR B ILTB I/R B O01abcdefg74482A3abcdefgvccBS201AAAAA101231K7 66123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:18-Feb-200

49、2Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y: Y YRBIBI / RBOag7448 Y YRBIBI / RBOag7448 Y YRBIBI / RBOag7448 Y YRBIBI / RBOag7448 Y YRBIBI / RBOag7448 Y YRBIBI / RBOag7448 Y YRBIBI / RBOag7448 Y YRBIBI / RBOag744811圖 4.2.18 有滅零控制的8位數(shù)碼顯示系統(tǒng)67二、

50、數(shù)據(jù)選擇器 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:A BDDDD0123A BDDDD0123圖 4.2.19 數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器示意圖681. 四選一數(shù)據(jù)選擇器 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:18-Feb-2002Sheet of File:C :Prog

51、ram FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y: YAADE NDD0123四 選 一01DM U X圖 4.2.20 ( c )簡化符號E：使能端； A1 、A0：地址輸入端； D3D0 ：數(shù)據(jù)輸入端； Y：輸出端； 69表 4.2.9 四選一MUX的功能表 0 0 0 0 1 EN 使能 輸入 D3 1 1 D2 1 0 D1 0 1 D0 0 0 0 Y A1 A0 輸 出 輸 入E=0 時，器件工作，算出 輸入的一組二進(jìn)制代碼對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，以此數(shù)作為下標(biāo)的D端被選中。70

52、EN = 1, Y = 0 ;四選一MUX的邏輯表達(dá)式D2D00D10D311A1A0四選一MUX的卡諾圖30iiiDmEN = 0, Y = A1A0D0+ A1A0D1+ A1A0D2 + A1A0D3 圖4.2.24 ( b )71123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-Feb-2002Sheet of File:C:Program FilesDesign Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:1Y2D2EN2D2D0123012D741531D1D1D1D

53、231EN2YAA10圖 4.2.21 74153的簡化邏輯符號722. 八選一數(shù)據(jù)選擇器 E：使能端； A2A0：地址輸入端； D7D0 ：數(shù)據(jù)輸入端； Y：輸出端； 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:19-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y: D D D D013412 D74151 D A A A20 EN Y567DD圖 4.2.2

54、2 ( b )簡化符號73 八選一MUX的功能表 0 0 0 0 1 EN 使能 輸入 D3 0 1 1 D2 0 1 0 D1 0 0 1 D0 0 0 0 0 YA2 A1 A0 輸 出 輸 入 0 0 0 0 EN 使能 輸入 D7 1 1 1 D6 1 1 0 D5 1 0 1 D4 1 0 0 YA2 A1 A0 輸 出 輸 入74八選一MUX的卡諾圖D6D7D5D41D2D3D1D0010110100A2A1A0八選一MUX的邏輯表達(dá)式EN = 1, Y = 0 ;70iiiDmEN = 0, Y = A2A1A0D0+ A2 A1A0D1+ A2A1A0D2 + A2A1A0D3

55、 +A2A1A0D0+ A2 A1A0D1+ A2A1A0D2 + A2A1A0D3圖4.2.24 ( a )75123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:20-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:C OC IC OC IC OC IC OC IAAAABBBB00123123COSSSS0123圖 4.2.331. 四位串行進(jìn)位全加器 四、全加器

56、 762. 四位超前進(jìn)位全加器 由于 Si = Ai Bi Ci-1 Ci = AiBi+AiCi-1+BiCi-1 則 S0 = A0 B0 CI = f0 ( A0,B0,CI ) C0 = A0B0+A0CI+B0CI = g0 ( A0,B0,CI ) S1 = A1 B1 C0 = f0 ( A1,B1,C0 ) = f0 ( A1,B1, g0 ( A0,B0,CI ) = f1 ( A1,B1, A0,B0,CI )77 C1 = A1B1+A1C0+B1C0 = g0 ( A1,B1,C0 ) = g1 ( A1,B1,A0,B0,CI ) S3 = f3 (A3,A2,A1,

57、A0, B3,B2,B1,B0,CI ) C3 = g3 (A3,A2,A1,A0, B3,B2,B1,B0,CI )782. 全加器的應(yīng)用舉例 圖 4.2.34 ( c ) 簡化符號 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:21-Feb-2002Sheet of File:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:SBBB120174283AAA3ASS021B2303SCOCI79當(dāng)相加結(jié)果

58、 S3 S2 S1 S0 為1010時，應(yīng)進(jìn)行修正。解： 當(dāng)小數(shù)部分大于4時，整數(shù)部分應(yīng)加1，即 A3A2A1A01CO S3 S2 S1 S0例 4.2.2 已知BCD碼 (A3A2A1A0.a3a2a1a0)8421BCD， 試設(shè)計一個電路將該數(shù)四舍五入。8010100110 0001 0000非法碼加6修正電路圖如下所示：因?yàn)?010不是(10)10的8421BCD碼表示形式，正確結(jié)果應(yīng)為0001 0000，所以：81圖 4.2.35 123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:21-Feb-2002Sheet of Fil

59、e:C :Program FilesD esign E xplorer 99 SE L ibraryY angH engX inM yD esign.ddbD raw n B y:F(A =B )BBB1201ii(A B )AAA3iAFFABABA=BB230SBBB120174283AAA3ASS021B2303SCOCIaaaa01230100100AAAA000123&四 舍 五 入 后 輸 出82第三節(jié) 競爭和冒險 一、競爭和冒險的概念 1. 競爭 (1) 由于連線和集成門有一定的延遲時間，致使同一輸入信號經(jīng)過不同路徑到達(dá)輸出端有先有后（1個或1個以上輸入信號變化）； (2) 多個

60、輸入信號同時變化，由于變化的快慢不同，致使多個輸入信號到達(dá)輸出端有先有后（2個或2個以上輸入信號變化）。 83123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:23-Feb-2002Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:1&1CABF圖 4.3.1 (d)(g)(e)例1：F = AC + AB 。84A(d)A(g)A(e)FB = C = 1 時1tpd1tpd2tpd2tpd1tpd110圖 4.3.2 冒險的產(chǎn)生85ABC 例